Las moléculas de ARN de pequeño tamaño demuestran su poder

Hasta hace poco, el control genético de la estructura y de la fisiología celular se resumía en que el ADN se transcribe en ARN, que a su vez se traduce en proteínas. Sin embargo, el mundo de las moléculas de ARN de pequeño tamaño ha dado la vuelta a este paradigma. En esencia, los miARN disminuyen o inhiben la expresión génica a través de su unión a ARN mensajeros (mARN), impidiendo su traducción en proteínas.

Sin embargo, esto parece ser otra simplificación del fenómeno del control genético y, por tanto, los socios del proyecto financiado por la Unión Europea «Argonaute-associated factors required for translational repression in plant RNA silencing» (ASTRIR) han investigado diferentes mecanismos de control de la transcripción genética en Arabidopsis thaliana. Estos se centraron en el estudio de la proteína ARGONAUTA 1 (AGO1), que forma parte del sistema de complejos de silenciamiento inducido por ARN (RISC).

AGO1 incorpora una enzima que corta o trocea los mARN diana, una actividad que no se lleva a cabo cuando aparecen errores o desajustes en el marco de lectura o de corte del mARN. Estos errores promueven a su vez otros mecanismos de control incluyendo el decaimiento del mARN. A diferencia de otros estudios, los socios del proyecto ASTRIR han investigado cómo A. thaliana puede evitar que el mARN sea cortado durante la inhibición transcripcional.

Una opción que podría explicar este fenómeno es la acción de otras proteínas que pueden asociarse con AGO1. Uno de ellas, la eIF4a1, modificó el modo de acción de AGO1 y parece programar al RISC de manera que este entra en un modo de acción que no implica cortar el mARN conduciendo a la ruta de represión traslacional. Curiosamente, la eIF4a1 mutante aumentó la resistencia de las plantas cuando estas son infectadas por un importante patógeno, el virus del cascabeleo del tabaco.

La investigación posterior a escala molecular implicó el aislamiento de toda la maquinaria transcripcional. Se identificaron cuatro factores de silenciamiento diferentes de la familia AGO asociados con grupos de ribosomas (polisomas). Un resultado curioso es que solo una parte de todos los miARN pueden ser aislados junto con la maquinaria transcripcional, indicando que solo un conjunto específico de estas moléculas está implicado en la represión transcripcional.

Por otro lado, un análisis detallado del silenciamiento ha puesto de manifiesto la existencia de un amplio número de pequeñas moléculas de ARN de interferencia relacionadas con polisomas, aunque por el momento su papel no está claro. Sin embargo, los investigadores creen que futuros estudios sobre el papel de estas moléculas como efectores de la represión transcripcional podrían proporcionar resultados de gran valor.

Gracias al empleo de novedosos métodos de investigación, los resultados del proyecto ASTRIR han arrojado luz sobre los mecanismos de regulación genética mediada por moléculas de ARN de pequeño tamaño que acontecen tanto en bacterias como en todos los organismos superiores. En concreto, la determinación del papel de estas pequeñas pero importantes moléculas de defensa frente a virus podría ofrecer sin duda un punto de partida prometedor para el desarrollo de nuevas herramientas y opciones terapéuticas.